基于Matlab的直流电机速度控制.pdf资源-CSDN文库

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系统仿真

课程设计报告

设计题目：基于 Matlab 的直流电机速度控制

专业：自动化

学生姓名：

班级学号：

指导教师：

开课日期 2013 年 7 月 1 日至 2013 年 7 月 13 日

南京邮电大学自动化学院

一、课程设计题目

控制系统的执行机构常用直流电机来驱动，电路和原理示意图如下所示

其开环传递函数为



V



K 0.01

，



2

(0.01s  0.1)(0.5s 1)  0.0001



Js  b



Ls  R



 K

请用时域分析方法设计 PID 控制器，使系统满足下列性能指标要求：当仿真输

入是单位阶跃信号时，电机输出转速调整时间小于 2 秒，超调小于 5％，稳态误

差小于 1％。

要求给出详细的设计步骤，matlab 源码及仿真曲线。

二、实验原理

本报告首先介绍了直流电动机的物理模型，并测量计算了它的具体参数。然

后根据牛顿第二定律和回路电压法分别列写运动平衡方程式和电机电枢回路方

程式，从而通过一些数学变换抽象出了以电压为输入、转速为输出、电流和转速

为状态变量的数学模型。借助 MATLAB 设计 simulink 模块调整 PID 模块的各项

系数，使系统的阶跃响应达到了设计指标。

1、建立该系统的时域数学模型

由克希霍夫定律得：

V=R*i+L

i

+e

d

t

d

直流电机转矩和电枢电流关系为

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